ساخت و مشخصه‌يابي حسگر پوشيدني خودتوان ميكروسيال بر پايه‌ي مكسين جهت پايش گلوكز در عرق انسان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

با توجه به اهميت پايش گلوكز در مديريت بيماري ديابت، روش‌هاي متعددي جهت پايش گلوكز توسعه يافته‌اند. بسياري از اين روش‌ها تهاجمي بوده و علاوه بر ايجاد ناراحتي و درد، خطر عفونت را نيز افزايش مي‌دهند. بنابراين، هدف اصلي اين پژوهش، ساخت و مشخصه‌يابي حسگر پوشيدني ميكروسيال گلوكز مبتني بر پيل سوختي است كه علاوه بر پايش غيرتهاجمي گلوكز انرژي مورد نياز را در سيال زيستي عرق با 6 = pH تأمين كند. در اين راستا، الكترودهاي كربني با نانوذرات طلا و نانوصفحات مكسين- پلاتين اصلاح‌شد تا به ترتيب به‌عنوان آند و كاتد حسگر سوخت‌زيستي عمل كنند. جهت سنتز مكسين- پلاتين در ابتدا، نانوصفحات مكسين از فاز مكسTi3AlC2Tx با استفاده از روش اچ انتخابي آلومينيوم در محلول حاوي اسيد هيدروكلريك و فلوريد ليتيوم سنتز شد. تحليل نتايج آناليز XRD مكسين كاهش شدت پيك در40 = θ2 را نشان داد كه حاكي از حذف آلومينيوم در ساختار مكسين است همچنين انتقال پيك از 10 = θ2 به 5/6 = θ2 نشان‌دهنده افزايش فاصله بين صفحات و تشكيل مكسين چندلايه است. پس از تائيد ساختار و مورفولوژي نانوصفحات مكسين با آناليزهاي XRD و FE-SEM، نانوذرات پلاتين با روش كاهش خودبه‌خودي به روي سطح مكسين قرار گرفت و نانوساختارهاي مكسين - پلاتين را تشكيل داد و سطح الكترود كاتد را اصلاح كرد. جهت اصلاح سطح الكترود آند نانوذرات طلا به دو روش احياي شيميايي با سيترات سديم و رسوب الكتريكي سنتز شدند. نتايج ولتامتري نانوذرات طلاي تهيه‌شده به روش رسوب الكتريكي، با استفاده از محلول اسيد كلروآريك 1 ميلي‌مولار، اندازه جريان پيك اكسايش µA 37 را نشان داد. اين مقدار در روش احياي شيميايي با سيترات سديم µA 27 اندازه‌گيري شد. بنابراين، نانوذرات طلاي تهيه‌شده به روش رسوب الكتريكي، براي اصلاح سطح الكترود آند استفاده شدند. پس از اصلاح سطح الكترودهاي آند و كاتد، عملكرد حسگر زيستي ساخته‌شده در محلول‌هاي بافر فسفات با 5/7 = pH و عرق مصنوعي با 6 = pH حاوي غلظت‌هاي 0 تا 5 ميلي‌مولار گلوكز به وسيله آزمون ولتامتري روبشي خطي (LSV) موردبررسي قرار گرفت. با رسم منحني‌هاي چگالي توان در هر غلظت و تعيين حداكثر چگالي توان، منحني‌هاي كاليبراسيون براي محيط‌هاي بافر فسفات و عرق مصنوعي رسم شدند و با محاسبه شيب خط منحني كاليبراسيون حسگر حساسيت µw/cm2/mM 05/0 در بافر فسفات و µw/cm2/mM 04/0 در عرق مصنوعي را نشان داد. حسگر گزينش پذيري مناسبي را در محلول عرق مصنوعي حاوي 1 ميلي‌مولار گلوكز با حضور گونه‌هاي مزاحم نسبت به نمونه بافرفسفات حاوي 1 ميلي‌مولار گلوكز در 5/7 = pH نشان داد و قابليت ساخت مجدد و تكرارپذيري به ترتيب 92% و 94% اندازه‌گيري شد. در بخش ميكروسيال، مخزن ميكروسيال با تعداد ورودي‌هاي مختلف 6، 8، 10، 12 و 14 شبيه‌سازي شد و زمان تازه‌سازي (Refresh time) به عنوان پارامتر اصلي ارزيابي شد. پس از آن، مخزن ميكروسيال با 10 ورودي كه زمان تازه‌سازي 155 ثانيه‌ براي رسيدن به 90 درصد غلظت املاح جديد را داشت به عنوان بهترين گزينه انتخاب و به روش قالب‌گيري ساخته شد. نتايج اين بررسي مي¬تواند در راستاي توسعه حسگرهاي خودتوان و غيرآنزيمي براي تشخيص غيرتهاجمي بيماري¬ها استفاده شود.

232784

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان